すごい考えましたが分かりません。。お願いします!!

質問

大学の化学工学の問題です。
答えていただければ嬉しいです！一応、わたしの考えも書きますがダメでした…

「20℃、100kgの5.0wt%硫酸銅水溶液から水を減圧下(16kPa)で蒸発させて15wt%の硫酸銅水溶液を得るために必要な熱量を計算せよ。ただし、溶液は純水と近似でき、16kPaにおける沸点は55℃、溶液の平均熱容量は4.2kJ・kg^(-1)・K^(-1)、蒸発潜熱は2371kJ・kg^(-1)とする。」

という問題です。。

答えは1.73×10^5 kJ となるそうです。

わたしはまず、蒸発後の溶液重量を求めました。
100kg×0.05÷0.15=33.3kg

あとは、求める値をHとすると、
H＝4.2×(55-20)×33.3＋2371×100＝2.42×10^5kJ となり、答えになりません…

どこか単純すぎる気がするので、間違い指摘してください!!お願いします。。

回答No.3

tom11 · ベストアンサー

こんにちは、正解かどうかわかりませんが。

以下のように、計算すると、答えが、あいますが。

蒸発した、水の量　66.6 kg
から、蒸発に、費やされた熱量は

66.6*2371=1.579*10^5(kJ)

100kgの溶液を20度から、55度まで、温める
熱量は

4.2*(55-20)*100=1.47*10^4(kJ)

必要な熱量は、上記二つの熱量で、

1.726*10＾5(kJ)

考え方が間違っているかもしれませんが、
答えは、一致しています。

回答No.4

htms42

＞すごい考えましたが分かりません。

大学生でしょう。
こういう言葉を使われるとちょっとがっくりきます。
「すごく」という言葉に重みがありませんね。

＃１にも書かれています。

＞> H＝4.2×(55-20)×33.3＋2371×100＝2.42×10^5kJ となり、答えになりません…

＞ということですが、これの解説出来ますか？

書いた式をご自分で解説して見てください。
文字も数字も１つずつ全て説明してみるのです。

４．２とは何か、（５５－２０）とは何か、３３．３とは何か、（５５－２０）×３３．３とは何を表しているのか、それに４．２をかけると何が求まるのか、・・・

２３７１×１００についても同じことをやります。

２つの量を何故足したのかも説明します。

そういう量が加熱した時に起こる変化と対応しているのかも考えます。

「考えました」だけではダメです。他人の目で見るような姿勢が必要です。言葉で全部説明を書きこんでみるのがいいです。

しばらく間を置いてもう一度見ると「こんなのおかしい！」というのが分かるだろうと思います。

そこまでしなくてもいいと思うかもしれません。
でも訊いた方が速いと思っていませんか。
何とか自分で分かる方法を身に付ける必要があるのです。
少なくとも自分の書いたことの間違いは見つけることができなければいけません。「解答と合わない」ではなくて「ここでどうしてこういう計算をするのかが分からない」という質問が出るほうがまだ納得できます。

＃１にも書かれていますが
この式での間違い方は高校レベルです。大学生のものではありません。高等学校で自分の書いたものの間違いを見つけ出すような勉強をしてこなかったようですね。問題集の回答を覚えてただ合うか合わないかだけでやってこられたのではないでしょうか。

この問題の言葉使いは高等学校では出てこないものですが内容的には高等学校レベルです。沸点が１００℃での問題であれば高校でも出てきます。

回答No.2

パんだ パンだ（@Josquin）

蒸発させる水は何ｋｇですか？

回答No.1

dolphino

> H＝4.2×(55-20)×33.3＋2371×100＝2.42×10^5kJ となり、答えになりません…

ということですが、これの解説出来ますか？
55-20は温度差ですよね。何の温度が変化したのでしょうか？
何で33.3を使うの？そもそも33.3の意味が間違っていませんか？
2371を掛けるということは100が蒸発した量になってしまいませんか？

５％から１５％になるときに変化しているのは水の量だけですよね。
これを調べるのに掛け算だけでは出来ないと思います。
％の意味を考えましょう。全体と溶けているものの比です。溶けているものの量が分からないと何も出来ないと思うので、まずそこから考えてください。それを水溶液にして１５％になるためにはどれだけの水が必要でしょうか。